[发明专利]一种钢梁与宽钢管混凝土柱连接的组合加强式节点

说明书

本发明公开了一种钢梁与宽钢管混凝土柱连接的组合加强式节点。包括宽钢管混凝土柱、钢梁、外贴板、局部贯通横隔板、连接板和竖向插板；宽钢管混凝土柱的短边与钢梁相连，钢梁的上翼缘、下翼缘、腹板分别通过两块外贴板、一块局部贯通横隔板、一块连接板后与宽钢管混凝土柱短边的柱壁相连；宽钢管混凝土柱位于建筑平面中部时，所述宽钢管混凝土柱长边一端的两侧通过竖向插板分别与两根钢梁相连，竖向插板分别与外贴板和局部贯通横隔板相连。本发明提供了宽钢管混凝土柱同时在强轴方向和弱轴方向与钢梁刚接的构造做法；能够保证节点和节点连接区域的刚度和强度，钢梁上出现了塑性铰，节点延性系数达到5.5以上，可实现强节点弱构件的设计目标。

技术领域

本发明涉及一种用于钢梁与宽钢管混凝土柱连接的组合加强式节点，可广泛应用于多高层钢结构中H型钢梁与宽钢管混凝土柱的刚接连接。

背景技术

多高层钢结构中，钢梁多为H型钢梁，钢柱多为矩形钢管混凝土柱。钢梁与钢柱的刚接连接是提供结构整体刚度和抗震性能的最基本的措施。目前常用的刚接节点是在钢柱对应梁翼缘的位置设置横隔板，钢梁翼缘的内力通过隔板传递给钢柱，从而形成刚接节点。隔板有内隔板与贯通横隔板两种，分别对应于箱型柱和冷弯成型高频焊接矩形钢管柱两种构件。

为了方便钢管柱内混凝土的浇灌，隔板上需要设置灌浆孔和透气孔，灌浆孔的直径不宜小于150mm。另外，为了节点域内力传递需要，灌浆孔对隔板的削弱不能过大，这就要求钢柱的截面宽度不能过小，一般不小于350～400mm。在钢结构住宅中，过大的钢柱截面会在住宅的各个功能房间四角出现凸柱现象，影响室内建筑使用功能，因此应尽量将结构构件隐藏在墙体厚度内，这就要求住宅内采用的钢构件截面宽度最好控制在180mm至300mm之间。

当前我国正在大力推广建筑工业化和住宅产业化，钢结构是较好的装配式建筑产品，抗震性能极其优越。怎样将钢结构用于住宅体系，充分发挥钢结构产业化的特性，并满足住宅建筑的功能需求，是一项非常重要且迫切的工作。因此为解决室内凸柱的问题，提出了采用宽钢管混凝土柱的形式，将钢箱形柱的短边尺寸尽量做小，和混凝土剪力墙厚度等同，钢箱形柱的长边尺寸则尽量做大，形成宽钢管混凝土柱，以满足住宅对钢结构体系提出的要求。但是宽钢管混凝土柱由于截面短边尺寸较小，为保证顺利浇灌内部混凝土，不能在节点区设置横隔板，因此与钢梁的连接无法采用贯通横隔板的形式。

基于以上技术背景，目前在工程实践中存在隔板连接节点要求钢柱截面不能过小，而建筑功能要求钢柱截面不能过大的矛盾。

现已有局部贯通横隔板以及外贴板式连接节点等新型节点形式，但分别有其各自的缺点。局部贯通横隔板在弱轴连接时需要进行插板，将会形成局部封闭区间无法灌注混凝土；外贴板式连接节点在下翼缘处容易外凸影响建筑外观和梁下部窗框的安装。

发明内容

为了克服现有隔板式梁柱刚接节点与钢结构住宅需要较小钢柱截面的矛盾，配合宽钢管混凝土柱住宅结构体系的开发，本发明提出了一种用于钢梁与宽钢管混凝土柱连接的组合加强式节点，可广泛应用于多高层钢结构中H型钢梁与宽钢管混凝土柱的刚接连接，节点形式简单，加工方便快捷，传力路径明确，能满足梁柱刚接节点的传力需求，不会对管内混凝土的灌注形成阻隔，同时不影响建筑外观构造。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括宽钢管混凝土柱、钢梁、外贴板、局部贯通横隔板、连接板和竖向插板；宽钢管混凝土柱的短边与钢梁相连，钢梁的上翼缘、下翼缘、腹板分别通过两块外贴板、一块局部贯通横隔板、一块连接板后与宽钢管混凝土柱短边的柱壁相连。

宽钢管混凝土柱位于建筑平面中部时，所述宽钢管混凝土柱长边一端的两侧通过竖向插板分别与两根钢梁相连，竖向插板分别与外贴板和局部贯通横隔板相连。